Вакуум-кристаллизатор

Вакуум-кристаллизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пщ 62l358

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Goes Советских

Социалистических

Республик, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.05.74 (21) 2025935/23-26 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет (51) М. Кл.-

В 01Р 9/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 66.065.52 (088.8) ло делам изобретений (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 32 н открытий (45) Дата опубликования описания 04.08.78 (72 Авторы изобретения В. И. Панов, А. Н. Валяшко, Ю. П, Лебеденко и Н. А. Самородов (71) Заявитель (54) ВАКУУМ-КРИСТАЛЛ ИЗАТОР

Изобретение относится к вакуум-кристаллизаторам, предназначенным для выделения растворенных веществ из раствора путем его охлаждения при адиабатическом испарении растворителя и может найти 5 применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен вакуум-кристаллизатор, содержащий вертикальный, суживающийся книзу корпус, в верхней части которого рас- 10 положен испаритель, а в нижней — кристаллораститель (1), В корпусе установлена циркуляционная труба со встроенным осевым или струйным насосом и организованы одна или несколько отстойных 15 зон. Вакуум-кристаллизатор снабжен штуцерами ввода исходного раствора и отвода сгущенной суспензии и осветленного раствора.

Известный вакуум-кристаллизатор имеет следующие недостатки: высокие скорости суспензий в центральной циркуляционной трубе и особенно в устройствах для создания принудительной циркуляции (струйных или осевых насосах), приводящие к дроблению или истиранию получаемых кристаллов; выделение всего количества кристаллизующегося вещества при температуре, равной или близкой к температуре конеч- 30 ного маточного раствора, что приводит к снижению производительности или получению более мелких кристаллов; резкое понижение температуры исходного горячего раствора при смешении с более холодной циркулирующей суспензией, следствием чего является дополнительное образование зародышей кристаллов; необходимость создания специальных зон осветления; применение механических средств (насосов) для создания принудительной циркуляции, требующих специального обслуживания, особенно при работе на коррозионноактивных средах.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и получение более крупных и однородных по размеру кристаллов.

Это достигается тем, что кристаллораститель снабжен вертикальными перегородками, горизонтальными решетками и пульсационными камерами, установленными симметрично относительно вертикальных перегородок.

По высоте вертикальные секции могут быть разделены рядом горизонтальных распределительных решеток. У штуцера отвода осветленной суспензии установлена одна или несколько наклонных перегородок.

621358

На фиг. 1 изображен предлагаемый вакуум-кристаллизатор в разрезе, вариан1 аппарата с синхронизированными камерами, располо>кенпыми у оси аппарата; на фиг. 2 — то >ке, вариант аппарата с синхронизированными камерами, располо>кенными по периферии аппарата; на фиг. 3— график распределения температур по высоте секций при налцчии одной и двух пар синхронизированных камер, где а — одна пара камер, б †д пары камер.

Предлагаемый вакуум-кристаллизатор содержит вертикальный корпус, в верхней части которого расположен сепаратор 1, а под ним — кристаллораститель 2, разделенный перегородками 3 на четное число вертикальных секций 4, сообщающихся вверху переливами. Каждая пара секций снаб>кена, по меньшей мере, одной парой симметричных камер 5, образованных перегородками 6 внутри вертикальных секций 4.

Камеры 5 могут быть расположены у оси аппарата или по его периферии. Вверху камеры 5 с помощью штуцеров 7 подключены к источникам пульсирующего давления, напримср сжатого воздуха или другого газа. В нижней части камеры 5 сообщены каждая со своей секцией 4. Вертикальныс секции разделены по высоте на ступени горизонтальными распределительными решетками 8. Корпус снабжен штуцерами

9 — 12 соответственно ввода исходного раствора, отвода сгущенной суспензии, отвода осветленного раствора, вывода сокового пара. У штуцеров отвода осветленного раствора могут быть установлены наклонные перегородки 13.

Предлагаемый вакуум-кристаллизатор работает следующим образом.

Исходныи горячий раствор вводится через штуцера 9 у основания кристаллорастителя под ни>киюв распределительную решетку 8 и, проходя через нее, смешивается с суспспзией, находящейся в следуюшей ступени крнсталлорастителя над распределительной решеткой. С объемом растгора, находящегося в этой ступени кристаллорастителя, сообщаются в нижней части камеры 5. Эти камеры через штуцера 7 подсоединяют попеременно к двум источникам воздуха или другого газа, давление которого выше или ниже давления, имеющегося на уровне приблизительно середины камер. При попеременном подключении камер к этим источникам в каждую камеру поочередно либо засасывается, либо из нее вытесняется определенный объем раствора (суспензии). Величину давлений воздуха и форму камер выбирают таким образом, чтобы объемы суспензии, входящей и вь|ходящей из камеры 5, были приблизительно равны. Подключение камер к источникам воздуха производится синхронно, причем, если одна камера подключается к источнику с меньшим давле5

l5

2 .1

4О

65 нием, то другая подсоединяется к источнику с большим давлением. Благодаря этому объем суспензии, вытесняемый из одной камеры соответствующей секции кристаллораститсля над верхней кромкой перегородки 3, переливается в другую секцию кристаллорастителя, восполняя в ней объем суспензии, поступающей в это же время в объем второй камеры, расположенной в этой секции. Уровень суспензии в сепараторе при этом остается неизменным. Таким образом, па основную объемную скорость движения исходного раствора по направлению к поверхности испарения и выходу через отвод 11 накладывастся знакопеременньш объемный расход суспензип (указан стрелками на фнг. 1), создаваемый камерами 5, находящимися под воздействием пульсирующего давления. При этом, поскольку ступени кристаллорастителя благодаря распределительным решеткам являются элементами типа идеального смешения или близкими к этому типу, происходит постепенное ступенчатое понижение температуры суспензпи: от равной температуры исходного раствора в нижней ступени до равной температуре кипения в верхней ступени. В то же время благодаря такому знакопеременному расходу суспензии обеспечивается перенос пересыщения раствора, образовавшегося в верхней ступени, в нижерасположенные ступени. Кристаллы, содержащиеся в сус пензии, вследствие пульсации потока поддерживаются во взвешенном состоянии.

Усредненная скорость движения потока равна скорости движения исходного раствора и i..",:.ðàaëåíà вверх, что благодаря увеличению сечения кристаллорастителя в направлении скорости движения, обеспечивает классификацию кристаллов IIo размерам: размер кристаллов, преимущественно задср>киваем ых на ступенях, возрастает по направлению книзу кристаллорастителя.

Образующиеся преимущественно в верхней ступени кристаллорастителя кристаллы по мере их роста на ступенях, опускаются к основанию кристаллорастителя и выгружаются через нижний штуцер 9. Мелкие кристаллы вместе с обедненным раствором отводятся через сливные отводы 11.

Образующиеся соковые пары выводятся через вывод 12.

Для выравнивания изменения температуры раствора от ступени к ступени над нижней парой симметричных пульсационных камер 5 могут быть установлены дополнительно одна или более пар камер.

Пример распределения температур по ступеням крпсталлорастителя при установке одной и двух пар камер дан на фиг. 3.

Наклонная перегородка 13 у штуцера вывода частично осветленного раствора отклоняет поток суспензии, возникающий

621358 при вытеснении раствора из камеры 5, и тем самым уменьшает содержание мелких кристаллов в выходящем м аточном р астворе.

Таким образом, предлагаемый вакуумкристализатор позволяет создать внутреннюю циркуляцию суспензии без применения механических средств, что создает благоприятные условия для роста кристаллов, сводяи;ие к минимуму их дробление и истир ание.

Кроме того, знакопеременный характер движения суспепзии в аппарате и разделение аппарата распределительными решетками на отдельпь е зоны создают дополнительные преимущества, позволяющие получать оолее кручные кристаллы: образование зародьппей кристаллов локализуется, в основном, в зоне над верхней распределительной ре,lfpTKQ!;. обеспечивается отвод зародышей из этой зоны и их постепенный рост по мере движения к основанию аппарата, понижение температуры суспензии происходит более равномерно.

В предлагаемом аппарате нет необходимости создавать специальшяе зоны осветления, так как при знакопеременной составляющей потока суспензии, направленной в одной пз секций вверх, отбор осветленного раствора производится через штуцер, расположенный в другой секции, При этом

5 вследствие наличия перегородки 13 верхняя зона второй секции служит зоной осветления.

Ф о р м ул а изо бр етения

10 Вакуум-крпсталлизатор с внутренней циркуляцией суспензии, содержац!ий вертикальный, суживаю цийся книзу корпус, в верхней части которого расположен ис™аритель, а в нижней — кристаллораститель, 15 штуцера ввода исходного раствора и отвода сгiëöåííîé суспензии и осветленного раствора, отлпч ающийся тем, что, с целью получения более одноподпых и крупных кристаллог,, кристаллораститель снаб20 жен вертикальными перегородками, горизонтальными решетками и пульсапиопп..ми камерами, установле .ными си,.метрично относительно вертикальных перегородок.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1, 1»эмфорт A. Б. Промышленная кристаллизация, М., «Химия», 1969, с. 85 — 86.

621358

nt зыкова

Сославнте,ь Н. Ненашева

Техред Н. Рыбкина

Корректор Н. Федорова

Редактор Т. Никольская

Заказ 1501/5 Изд. № 592 Тираж 922 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2